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はじめてのHP-UX

第3回:HP-UXのファイルシステム

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はじめてのHP-UX
HP-UXでは、ジャーナリング機構によって高可用性を実現するJFS(Journal File System)を標準のファイルシステムとして使用します。従来のUNIXファイルシステムのようにfsckを毎回実行する必要がなく、スピーディなリカバリが可能です。またJFSでは、エクステント(extent)と呼ばれる「できるだけ連続したブロック」を各ファイルに割り当てます。このエクステント単位でファイル管理やドライバへのI/Oリクエストを実行するため、大規模ファイルでのI/Oパフォーマンスが大幅に向上します。今回は、HP-UXのJFSのメカニズムと、ファイルシステムのツリー構成を紹介します。
はじめてのHP-UX 第3回
標準ファイルシステムJFS
ファイルシステム・ツリー
2005年6月
テクニカルライター  小林聡史
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HP-UXの標準ファイルシステムJFS

まずは、HP-UXで使用されるファイルシステムの種類を概観しましょう。HP-UXでは、おもに以下の種類のファイルシステムが利用できます。
  表:HP-UXのおもなファイルシステム
 
名称 タイプ 用途
JFS(Journal File System) Vxfs HP-UX 11iで標準的に利用されるファイルシステム
HFS(High-performance File System) Hfs いわゆるUNIXファイルシステム(UFS)のHP-UX版。以前のHP-UXで標準的に利用されていた
NFS(Network File System) Nfs 業界標準のネットワーク・ファイルシステム
CDFS(CD-ROM File System) Cdfs CD-ROMをマウントするときに使用するファイルシステム。書き込みは不可
LOFS(Loopback File System) Lofs 既存ディレクトリを他のディレクトリにマウントするときに使用する機構
  80〜90年代のHP-UXでは、HFSが標準的なファイルシステムとして利用されてきました。その後、1995年のHP-UX 10.01リリース以降は、パフォーマンスと可用性に優れたJFSが合わせて利用できるようになりました。現在では、HFSに代わりJFSが標準的なファイルシステムとして位置づけられています。ちなみに、HP-UXの各種コマンドのファイルシステム・タイプとしてJFSを指定するときは、vxfsと記述します。これは、JFSがもとともベリタスの製品(Veritas extended File System)をベースとしていることに由来します。

JFSは、以下のような特徴を備えます。

高可用性とスピーディーなリカバリ

JFSは、WindowsのNTFSやLinuxのext3と同様のジャーナリング機構によって高可用性を実現しています。JFSでは、ファイルのメタデータ(iノードやディレクトリなど)に対する変更操作をトランザクション(transaction)と呼び、すべてのトランザクションをインテントログ(intent log)に記録します。これにより、ファイルの書き込み途中でOSがクラッシュしたような場合でも、ログをもとにトランザクションを再度実行し、ファイル構成を正しく復元できます。従来のUNIXファイルシステムのように、ファイルシステム全体の整合性チェック(fsck)を毎回実行する必要がなく、スピーディなリカバリが可能です。


高パフォーマンス

UNIXファイルシステムでは、個々のファイル(iノード)にハードディスク上の複数のブロックを割り当て、ブロックの一覧を管理していました。しかしこの方法では、数MB〜数GBにおよぶ昨今の大容量ファイルではブロック数が膨大になり、パフォーマンスが低下します。そのためJFSでは、各ファイルに対して、エクステント(extent)と呼ばれる「できるだけ連続したブロック」を割り当てます。このエクステント単位でファイル管理やドライバへのI/Oリクエストを実行するため、大規模ファイルでのI/Oパフォーマンスが大幅に向上します。なお、HP-UX 11iv2に搭載のJFSでは、最大16TBのファイルシステム*、および最大2TBのファイルを扱えます。

* : 2005年7月リリース予定のHP-UX11i v2より、32TBのファイルシステムをサポート予定

ちなみに、HP-UXのEnterprise OEおよびMission Critical OEでは、標準のJFSに加えて「Online JFS」と呼ばれる拡張機能が利用できます。Online JFSでは、ファイルシステムをマウントしたままで、サイズの拡張や縮小、デフラグを実施できます。また、ファイルシステムのスナップショット(snapshot)を作成し、オンライン状態でのバックアップが可能です。

図1は、JFSの内部構造を示したものです。このようにJFSでは、先頭のブート・ブロックに続き、個々のファイルシステムの管理情報を納めたスーパーブロックを配置しています。その後のOLT(Object Location Table)と呼ばれる領域では、各ファイルのinodeや属性を納めるファイルセット(fileset)へのポインタを管理します。またインテントログには、上述のとおりファイルシステムへのトランザクションを記録します。さらにファイル内容を納めるエクステントは、アロケーション・ユニット(Allocation Unit)と呼ばれる32MB単位の領域に保存します。
 
JFSの内部構造
  図1:JFSの内部構造

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